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原文传递绿色低碳特种改性沥青流变特性研究

论文题名：	绿色低碳特种改性沥青流变特性研究
关键词：	改性沥青;高模量;温拌改性剂;流变特性
摘要：	现有的热拌改性沥青路面材料施工温度高，易排出有毒有害气体，现有温拌技术虽能降低施工温度，但路用性能差，为响应我国交通道路的持续建设和国家节能减排的号召，道路行业对道路新材料提出了更高的要求，因此，寻求一种既低碳环保又具有良好路用性能的高性价比沥青一直是行业内的研究热门。针对现有问题，本文选用了新型的高模量温拌改性剂进行研究，并与70#沥青、SBS沥青、表面活性温拌沥青进行性能比对，为新型改性剂设计及应用提供技术参考。本文的主要研究内容如下：　　（1）探究了高模量温拌改性沥青（A、B、C）的制备工艺，并通过三大指标试验及布氏黏度试验对改性沥青的基本性能进行了初步评价。结果表明A、B、C三种改性剂均使沥青的针入度与延度降低，软化点显著提高，其中A与C改性剂改性效果优于B改性剂，且A、C两者改性效果相当。　　（2）通过应变扫描试验，确定了试验材料的线性黏弹范围，然后采用流变仪进行了一系列动态流变试验，结果表明，A、C改性沥青的温度敏感性随着掺量增大而增大，高掺量的A、C改性沥青在高温下呈现愈发典型的非均相结构，而掺量对B改性沥青的温度敏感性及均匀性影响较小，A、C改性沥青在高温环境下表现出了高弹性恢复能力。基于应变控制的时间扫描试验及线性振幅扫描试验对沥青的疲劳性能进行了研究，结果显示，在时间扫描试验中A、B、C改性沥青的抗疲劳性能随着掺量增大均呈现先增强后减弱的趋势，其中3%A与3%C均能较为显著提高沥青的抗变形能力，而线性振幅扫描试验的试验结果与时间扫描试验的结果相关性较差。　　（3）上述研究表明A、C两种改性沥青性能相近，因此后文研究集中于A、B两种高模量温拌改性沥青的流变机理，研究中借助了红外热重联用仪与X射线衍射仪分析了A、B改性剂及改性沥青的化学组成，结果表明A、B均为聚烯烃类改性剂，A改性剂仅有烯烃=C-H官能团伸缩振动引起的高强度峰，而B改性剂则存在其他高强度峰；基于表面张力仪与原子力显微镜分别分析了不同沥青的表面能、微观形貌与微观力学特性，结果表明A、B改性剂可以有效提高沥青的粘附力；A改性剂可以极大程度减少沥青的蜂型结构，增大沥青表面的粗糙度。　　（4）采用混合料车辙试验与浸水马歇尔试验对沥青路用性能验证，结果表明A改性沥青的动稳定度与残留稳定度均大于70#沥青，掺量为3%时动稳定度与SBS沥青相当。最后通过试验对沥青及沥青混合料制备过程中的气体排放进行了检测，对施工温度与造价进行了估算。结果表明高模量温拌改性剂均可有效降低CO2、PM2.5及PM10的排放，达到减排的效果，还可以使沥青的拌合、压实温度降低，达到降黏效果，具有较好的低碳减排的环境效应。
作者：	张奕康
专业：	土木工程
导师：	尹应梅;张建同
授予学位：	硕士
授予学位单位：	广东工业大学
学位年度：	2023